LED发光原理及应用
led灯结构原理、用途介绍、具体-照明科技
led灯结构原理、用途介绍、具体照明科技目录1结构原理2用途介绍3具体特点4色温颜色5发展历史6应用介绍结构原理LED结构以及发光原理LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。
以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。
经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。
而在新设计的灯中，Lumileds 公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。
1998年发白光的LED开发成功。
这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。
GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nm。
蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。
LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。
LED原理
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2.3.1 LED有多“亮”
LED的亮度,具有三种单位。 辐射通量:发光二极管在单位时间内发射的总的电磁功率,单位是W。 光通量:LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，单位 是lm。 光强：点光源在指定方向上的立体角元内所发出的光通量，单位cd. cd. 可以看出,辐射通量 和光通量的区别在于V(λ) ,光通量和光强是总量与 分量的区别.
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2.4.1 光谱
在电磁辐射范围内，只有波长为380nm到780nm的电磁辐射能够引起 人的视觉，这段波长叫做可见光谱。 CIE1931色度坐标图： 表示颜色混合和分解的规律
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2.4.2 光学参数
WLP：峰值波长，光谱发光强度或辐射功率最大处所对应的波长。 HW： 半波宽，光谱发光强度或辐射功率最大处的一半的宽度。 WLC：中心波长,光谱发光强度或辐射功率出现主峰和次峰时，主峰半 宽度的中心点所对应的波长。 CCT： 色温,光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜 色相同时，称黑体的温度为光源的色温度。
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2.3.3 光强度的测量
发光强度的概念要求光源是一个点光源 ,然而LED并非点光源，其光 强度会随测试距离而变化。CIE推荐使用“平均发光强度”概念：照 射在离LED一定距离处的光探测器上的光通量与由探测器构成的立体 角的比值。这样，原本不涉及到测量距离的发光强度就与距离发生了 联系。CIE标准规定这个距离为316mm时为远场，或称A条件，规定 这个距离为100mm时为近场，或称B条件。
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2.3.2 为什么会有三个单位
V(λ) ：不同波长的光对于人眼的敏感度是不一样的,国际照明协会 (CIE)通过大量抽样试验得出的不同波长光相对于人眼最敏感波段敏 感程度的曲线称作视敏函数曲线。 可以看出，相同辐射通量功率 下，人对绿光最敏感。
LED工作原理
LED工作原理LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有高效节能、长寿命、快速响应等特点，被广泛应用于照明、显示、通信等领域。
LED的工作原理是基于半导体材料的特性，下面将详细介绍LED的工作原理。
1. PN结：LED是由P型半导体和N型半导体通过PN结连接而成。
P型半导体中的杂质掺入了具有电子空穴对的三价元素，如硼（B），形成P型材料；N型半导体中的杂质掺入了具有自由电子的五价元素，如磷（P），形成N型材料。
PN结的形成使得P区的空穴和N区的自由电子发生扩散，形成空间电荷区。
2. 能带结构：PN结的形成导致了能带结构的改变。
在P型半导体中，价带（能量较低的电子轨道）被空穴占据，而导带（能量较高的电子轨道）没有电子；在N型半导体中，导带被电子占据，而价带没有电子。
PN结的空间电荷区中，由于P区的空穴和N区的自由电子发生复合，形成势垒，使得PN结两侧的能带结构发生弯曲。
3. 正向偏置：当在PN结上施加正向电压时，即将P端连接到正电压，N端连接到负电压，使得P端电势高于N端。
这样，势垒的高度减小，空间电荷区变窄，空穴和自由电子更容易通过势垒层，发生复合。
在复合的过程中，空穴和自由电子释放出能量，以光的形式发射出来，形成可见光。
4. 发光机制：LED的发光机制主要有复合发光和注入发光两种。
在复合发光机制中，空穴和自由电子在PN结的空间电荷区内发生复合，释放出能量，以光的形式发射出来。
在注入发光机制中，当正向电压施加到PN结时，电子从N区注入到P区，空穴从P区注入到N区，当电子和空穴再次结合时，能量以光的形式发射出来。
5. 发光颜色：LED发光的颜色取决于半导体材料的能带宽度和能带间隙。
常见的LED颜色有红色、绿色、蓝色等。
红色LED使用的半导体材料一般是砷化镓（GaAs）；绿色LED使用的半导体材料一般是磷化镓（GaP）；蓝色LED使用的半导体材料一般是氮化镓（GaN）。
led灯管发光原理
led灯管发光原理LED灯管，或者说LED照明灯管，现在被广泛应用于照明领域。
这种灯具的优点在于：它高效、环保、寿命长，还能够提供非常好的光效。
那么，今天我们来谈一谈LED灯管发光的原理是什么。
1.LED灯管简介LED灯管的外形与传统的荧光灯管非常相似，但是这两种灯管的发光原理是完全不同的。
LED是Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写，它是一种特殊的半导体材料，可以将电能直接转换成光能。
LED灯管的主要部件包括发光二极管、散热器、驱动电路、光学系统、外壳等。
2.LED发光原理LED的发光原理就是电子跃迁。
LED材料被分为N型半导体和P型半导体两部分，其中P型半导体的材料中掺杂了一定浓度的掺杂剂。
不同于N型半导体，P型半导体中的电子浓度远低于空穴浓度，当两种材料连接时，由于例行浓度梯度，电子往往从高浓度的N型半导体中流向低浓度的P型半导体中。
当一定的电压加在P型半导体的正面，N 型半导体的负面时，电子会从N型半导体到P型半导体，这个时候，电子流通过半导体界面时，就会发生光的辐射，发出一个基本单色光，能量大小与电子能带差有关。
常见光色有红、黄、绿、蓝、紫等。
3.LED灯管的组成LED灯管由3个主要部分组成：灯板、散热器和光学系统。
灯板的大小不固定，通常采用超薄模块的设计，有些甚至可以贴在混凝土天花板上。
与传统的荧光灯相比，LED 灯管的光通量分布更加随意，可以任意的设计和分组。
散热器的设计对于LED管的长寿命也非常关键，散热器的设计可以使LED芯片的温度保持在良好的温度区间内，这样可以有效的减少光衰。
市面上的散热器材料有铝、铜、塑料等多种，选择不同的材质，可以满足不同的价值定位，对产品成本也有很大的影响。
光学系统可以控制LED灯管的光通量方向和强度，以适应不同的照明场景。
目前市面上的LED光学系统主要有集中透镜和散光透镜两种类型。
4.LED灯管的优点与传统的荧光灯和白炽灯相比，LED灯管有以下优点：4.1. 高效由于发光原理不同，LED灯管与传统灯管相比，更加高效。
led uv发光原理
led uv发光原理LED UV发光原理引言：LED UV（紫外线）是一种特殊类型的LED光源，具有高能效、长寿命、环保等优点，被广泛应用于印刷、固化、杀菌等领域。
本文将介绍LED UV发光原理的基本概念、工作原理以及其在实际应用中的优势。
一、LED UV发光原理的基本概念LED UV是指一种发射紫外光的LED光源。
紫外光是电磁波谱中波长较短的一段，其波长范围为10纳米到400纳米。
根据波长的不同，紫外光可以分为三个区域：UVA（近紫外光）、UVB（中紫外光）和UVC（远紫外光）。
LED UV一般指的是发射UVA波长范围的LED光源。
二、LED UV发光原理的工作原理LED UV发光的基本原理是基于半导体材料的发光特性。
LED （Light Emitting Diode，发光二极管）是一种能够将电能转换为光能的半导体器件。
当LED UV接通电源后，电流通过LED芯片，激发半导体材料中的电子从低能级跃迁到高能级，产生能量差。
这部分能量以光的形式释放出来，形成紫外光。
LED UV的发光波长和颜色由半导体材料的能带结构决定。
三、LED UV发光原理的优势1. 高能效：LED UV具有高能效的特点，能够将电能转换为光能的效率较高。
相比传统的紫外线灯管，LED UV的能量损耗更小，更节能环保。
2. 长寿命：LED UV的寿命较长，一般可达到数万小时以上。
这主要得益于LED的半导体材料和结构特性，使得其寿命远远超过传统的紫外线灯管。
3. 瞬间启动：LED UV的启动速度非常快，仅需毫秒级的时间即可达到最大亮度。
这样可以提高工作效率，降低生产成本。
4. 无紫外线辐射：LED UV主要发射UVA波长范围的光线，辐射量较小，对人体和环境的伤害较小。
相比传统的UVC紫外线，LED UV更加安全可靠。
5. 调光性好：LED UV具有良好的调光性能，可以通过控制电流大小来实现光的亮度调节。
这样可以根据实际需求来灵活控制光线的强度。
led的发光原理和应用
LED的发光原理和应用1. LED的发光原理LED（Light-Emitting Diode，发光二极管）是一种将电能转化为可见光的固态半导体器件。
LED的发光原理主要基于半导体材料的特性，当LED中的电流通过半导体材料时，电子和空穴再结合发生能量释放，从而产生光。
LED的发光原理主要包括以下几个关键步骤： 1. 电子注入和复合：当正向电压施加在LED的两个端口之间时，电流开始流经LED芯片。
正向电压使电子从N型半导体迁移到P型半导体，同时空穴从P型半导体迁移到N型半导体。
这样，电子和空穴在P-N结附近相互碰撞和复合，释放出能量。
2. 能带结构：LED芯片中的材料具有特殊的能带结构，包括导带和价带。
电子在导带中，空穴在价带中。
当电子和空穴再结合时，能量被释放为光子。
3. 光子发射：能量释放时，电子和空穴再结合的能量转化为光子，光子从LED芯片中逸出，形成可见光。
2. LED的应用由于LED具有节能、长寿命、高亮度等特点，因此在如下领域得到了广泛的应用：2.1 照明•家庭照明：LED灯泡可以替代传统的白炽灯和荧光灯，具有更高的效率和更长的寿命。
LED照明产品还提供了更多的调光选项和颜色选择。
•商业照明：LED被广泛应用于商业建筑、办公室、商场等场所的照明，以提供节能和环保的解决方案。
•街道照明：LED街灯具有更长的使用寿命和更好的能效，能够降低能源消耗和维护成本，并提供更好的照明效果。
2.2 电子显示屏•室内显示屏：LED被广泛应用于室内大屏幕显示，如会议厅、演播厅等。
LED显示屏具有高亮度、高清晰度和较大的可视角度。
•室外显示屏：LED显示屏可用于户外广告牌、体育场馆等场所，具有耐用性、防水性和抗光能力。
2.3 汽车照明•车辆前照灯：LED被用作汽车前照灯的替代品，具有节能、亮度高和寿命长的特点。
LED前照灯还可以提供更好的照明效果和可视范围。
•车辆后尾灯：LED后尾灯具有快速响应和高亮度，提高了车辆的可见性和安全性。
发光二极管(LED)工作原理
发光二极管(LED)工作原理发光二极管(LED)工作原理发光二极管工作原理发光二极管通常称为LED，它们虽然名不见经传，却是电子世界中真正的英雄。
它们能完成数十种不同的工作，并且在各种设备中都能找到它们的身影。
它们用途广泛，例如它们可以组成电子钟表表盘上的数字，从遥控器传输信息，为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。
如果将它们集结在一起，可以组成超大电视屏幕上的图像，或是用于点亮交通信号灯。
本质上，LED只是一种易于装配到电子电路中的微型灯泡。
但它们并不像普通的白炽灯，它们并不含有可烧尽的灯丝，也不会变得特别烫。
它们能够发光，仅仅是半导体材料内的电子运动的结果，并且它们的寿命同普通的晶体管一样长。
在本文中，我们会分析这些无所不在的闪光元件背后的简单原理，与此同时也会阐明一些饶有趣味的电学及光学原理。
二极管是最简单的一种半导体设备。
广义的半导体是指那些具有可变导电能力的材料。
大多数半导体是由不良导体掺入杂质（另一种材料的原子）而形成的，而掺入杂质的过程称为掺杂。
就LED而言，典型的导体材料为砷化铝镓(AlGaAs)。
在纯净的砷化铝镓中，每个原子与相邻的原子联结完好，没有多余的自由电子（带负电荷的粒子）来传导电流。
而材料经掺杂后，掺入的原子打破了原有平衡，材料内或是产生了自由电子，或是产生了可供电子移动的空穴。
无论是自由电子数目的增多还是空穴数目的增多，都会增强材料的导电性。
具有多余电子的半导体称为N型材料，因其含有多余的带负电荷的粒子。
在N型材料中，自由电子能够从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。
拥有多余空穴的半导体称为P型材料，因为它在导电效果上相当于含有带正电荷的粒子。
电子可以在空穴间转移，从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。
因此，空穴本身就像是从带正电荷的区域移往带负电荷的区域。
一个二极管由一段P型材料同一段N型材料相连而成，且两端连有电极。
这种结构只能沿一个方向传导电流。
当二极管两端不加电压时，N型材料中的电子会沿着层间的PN结(junction)运动，去填充P型材料中的空穴，并形成一个耗尽区。
LED基本原理及技术应用
LED基本原理及技术应用1 LED的概述ＬＥＤ，特别是白色光ＬＥＤ，因其与传统光源相比所具有的理论以及现实的优越性，受到广大专业人士的青睐。
它的出现也为照明界开拓出了一个全新的技术领域，并为照明节能设计提供了更多的选择。
LED照明广泛应用于室外大屏显示、城市建筑景观照明、手机、笔记本、电视机的背光源以及汽车灯具和太阳能LED照明等，应用的空间不断升级，市场份额也在不断扩大。
LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，这些半导体材料会预先透过注入或搀杂等工艺以产生P、N架构。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
两种不同的载流子：空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向p、n架构。
当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的模式释放出能量。
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数µm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
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的几率将能量释放给晶格，转化为声子，变成
热能释放掉。
光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料 禁带宽度Ｅg有关，即 λ≈1240/Eg
发光二极管应用情况
1. LED显示屏
2. 交通信号灯 3. 汽车用灯
4. 液晶屏背光源
5. 照明光源
直接带隙材料和间接带隙材料
直接带隙半导体材料就是导带最小 值（导带底）和价带最大值在k空间中 同一位置。电子要跃迁到导带上产生 导电的电子和空穴（形成半满能带） 只需要吸收能量。 直接带隙中的电子跃迁前后只有 能量变化，而无位置变化，于是便有
更大的几率将能量以光子的形式释放
出来
间接带隙半导体材料（如 Si 、 Ge ）导带最 小值（导带底）和满带顶在k空间中不同位置。 形成半满能带不只需要吸收能量，还要改变动 量。电子在 k 状态时的动量是（ h/2pi ） k ， k 不 同，动量就不同，从一个状态到另一个必须改 变动量。 从能带图谱可以看出，间接带隙半导体中 的电子在跃迁时K值会发生变化，这意味着电子 跃迁前后在K空间的位置不一样了，这样会极大
LED发光原理及其应用
• LED是“light emitting diode” 的英文缩写。 • 中文名:发光二极管。 • LED是一种将电能转换为光能 的固体电致发光(EL) 半导体器 件。 • LED实质性核心结构是由元素 谱中的Ⅲ-Ⅳ族或Ⅲ-Ⅴ族化合物 材料构成的p-n结。
LED发光原理
发光二极管与普通二极管一 样是由一个 PN 结组成，也具有单
硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层
的五个外层电子的其中四个与周围的半 导体原子形成共价键，多出的一个电子
几乎不受束缚，较为容易地成为自由电
子。于是，N型半导体就成为了含电子浓 度较高的半导体，其导电性主要是因为 自由电子导电。
P型半导体
P 型半导体（ P 为 Positive 的字头，由于空穴带正电而得此名）：掺入少 量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如 硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子 形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来 “填充”，使得硼原子成为带负电的离子。这样，这类半导体由于含有较高 浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。
向导电性。当给发光二极管加上
正向电压后，从 P 区注入到 N 区的 空穴和由 N 区注入到 P 区的电子，
在PN结附近数微米内分别与。
N型半导体
N 型半导体（ N 为 Negative 的字头， 由于电子带负电荷而得此名）：掺入少 量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体 （或锗晶体）中，由于半导体原子（如